In dit onderzoek geven we een vergelijking van overhead-hogedruk-natriumlamp (HPS) en intra-canopy light-emitting diode (LED) verlichtingssystemen.Telers zijn benieuwd of ze geld zouden besparen op kasverwarming in de winter door gebruik te maken van een hogedruk natrium (HPS) verlichtingssysteem in plaats van een light-emitting diode (LED) systeem.We leggen uit dat het niet haalbaar is om meer verlichting te bieden als nuttige verwarmingsbron met de grotere hoeveelheid elektriciteit voor verlichting, dus het gebruik van HPS-armaturen in plaats van hoog-efficiënte LED's is energieverspilling in de kas/binnenboerderij.HPS kan ook enige hittestress veroorzaken en abnormale vruchtgroei veroorzaken bij een hogere intensiteit dan 200 µmol·m-2·s-1.De kassensector in Canada, inclusief Alberta, wordt voortdurend door de markt uitgedaagd om buiten het seizoen producten van hoge kwaliteit te leveren tegen goede prijzen, ondanks klimatologische obstakels - voornamelijk een onvoldoende hoeveelheid zonlicht tijdens de wintermaanden.Daarom wordt de groenteproductie in Canada momenteel aangevuld met import uit de Verenigde Staten en Mexico, waardoor de transportkosten oplopen.Kunstlicht is een essentiële energiebron voor de groenteteelt in kassen op hoge breedtegraden, waar gebrek aan natuurlijk zonlicht de plantengroei ernstig beperkt van het midden van de herfst tot het vroege voorjaar.Tijdens de herfst- en wintermaanden in Noord-Amerika worden groenten zoals komkommer en tomaten bijvoorbeeld vaak gekweekt onder HPS-aanvullende verlichting.Aanvullende verlichting met HPS-lampen wordt vaak toegepast in Canada om de gewasproductiviteit tijdens de productie buiten het seizoen te verhogen.HPS-lampen verspillen echter een groot deel van de energie en kunnen een veiligheidsrisico vormen vanwege de hoogspanningsvereisten.Bovendien kan het gebruik van HPS-lampen in sier- en groentegewassen symptomen van oedeem veroorzaken.Een alternatief voor de HPS-lamp zijn de LED's met hoge intensiteit, die een hogere efficiëntie van de fotosynthetische fotonflux (PPF) hebben (indicator van de lichtintensiteit), een lange levensduur en een lager veiligheidsrisico.Als LED's met succes worden ontworpen en gebruikt, kunnen de glastuinders tot 46 procent besparen op de energiekosten (gegevens worden getoond in een toekomstig nummer van Produce Grower).De Canadese glastuinbouwsector zou kunnen profiteren van nieuwe, energiezuinige en kosteneffectieve LED-belichtingsbenaderingen om het hele jaar door maximale productie te verkrijgen.Komkommers en tomaten zijn de meest voorkomende kasgroenten die in Canada worden geproduceerd, met name Albertaanse kassen, en omdat ze meer licht nodig hebben, zijn ze geselecteerd voor dit onderzoeksproject.Het beschikbare bewijs dat HPS- en LED-belichtingssystemen vergelijkt, is controversieel, wat aanleiding gaf tot verder onderzoek om telers nauwkeurigere informatie te verschaffen.In kleinschalige onderzoeken werd aangetoond dat HPS-lampen 40 procent meer elektriciteit verbruiken dan led-lampen om dezelfde PPF boven de overkapping te bereiken, wat suggereert dat HPS-lampen energie-inefficiënt zijn1,2.In een grootschaliger onderzoek bleek echter dat HPS-lampen 44 procent meer energie besparen in vergelijking met oudere generaties led-lampen3.Nader onderzoek heeft uitgewezen dat kunstmatige verlichtingssystemen, waaronder LED-verlichting, problemen kunnen geven met de gewasgroei en fysiologie, mogelijk door onvoldoende afstemming van de gewasteelt onder deze verlichte omstandigheden4.Deze problemen lijken zich te concentreren op plantenfenologie, plantbelasting en de invloed van de kwantiteit en kwaliteit van LED-licht op het microklimaat en de plantmorfogenese.In de huidige studie hebben we HPS- en LED-verlichtingssystemen naast elkaar vergeleken om de bovengenoemde problemen aan te pakken die zich voordoen in grootschalige commerciële kassen onder de klimatologische omstandigheden van Alberta (Fig. 1).Om het effect van lichttoevoer op de micro-omgeving van bladeren, bloemen en fruit en de plantenfenologie te beoordelen, hebben we de zonlichtintensiteit geregistreerd die in kalenderweken werd ontvangen op het bladerdak van de planten onder glas en polybeglazingsmaterialen.Om de micro-omgeving en het percentage fotosynthetisch actieve straling (PAR) beschikbaar in de kassen te bepalen, hebben we de lichtintensiteit gemeten van zonlicht, HPS, LED en hun combinaties (hybride overhead en intra-verlichting), met behulp van WatchDog Plant Growth Stations (interval van 10 seconden). ) met 16 Li-Cor-kwantumsensoren.We hebben ook temperatuur, relatieve vochtigheid en dauwpunt (interval van 15 seconden) geregistreerd met Onset Temp / RH-loggers in het bladerdak van elke experimentele eenheid (Fig. 2).Een fundamentele vraag voor veel glastuinders is of de temperatuur in het bladerdak stijgt bij gebruik van verlichtingssystemen;HPS-verlichtingssystemen in vergelijking met LED of geen aanvullend licht kunnen voor hen aanzienlijk energie besparen of hun gewassen nadelig beïnvloeden.Ze moeten bepalen of deze warmte nuttig is en of er in de winter met een HPS in plaats van een LED-systeem kan worden bespaard op de kosten van kasverwarming.HPS-lampen geven veel directe warmte af door een lage energie-efficiëntie voor het omzetten van elektriciteit naar fotonen in het PAR-bereik.Zoals aangetoond in Fig. 3A, wordt warmte meestal geproduceerd door een hoge piek in het HPS-spectrum binnen de ver-rode band van 820 nm.Verrode fotonen bij 820 nm activeren geen chlorofylen (chl a, b, c) en andere fytochromen om de fotosynthetische activiteit en de verbetering van de plantopbrengst te stimuleren.Verrode fotonen bevatten ook veel warmte5.De vraag blijft: zouden de verrode fotonen die door HPS-lampen worden geproduceerd nuttige warmte leveren om tijdens de wintermaanden een verwarmingsbron te zijn en energie te besparen in de kas?We hebben geprobeerd de werkelijke warmteverdeling op verschillende locaties van het bladerdak te begrijpen door zij-aan-zij vergelijkingen van HPS, LED, HPS plus LED en controleomstandigheden in kassen op commerciële schaal.In figuur 4 is geïllustreerd hoe de temperatuur en vochtigheid van het bladerdak sterk worden beïnvloed door aanvullende verlichting, vooral tijdens de wintermaanden, wanneer de daglengte kort is en ventilatieopeningen over het algemeen gesloten blijven.We verzamelden gegevens voor de bovenkant, het midden en de onderkant van het bladerdak met vier replicaties.De geregistreerde minimum- en maximumtemperaturen onder zonlicht (controle) waren 16,8o C in de nacht en 22o C gedurende de dag.Onder dezelfde omstandigheden waren de minimum- en maximumtemperaturen 's nachts 16,5 ° C en overdag 24 ° C met alleen HPS en HPS plus LED-behandelingen.De grotere temperatuurschommeling onder de HPS-lampen kan worden veroorzaakt door de verrode straling die door de HPS-lampen wordt geproduceerd.Deze temperatuurschommelingen kunnen een thermische stress voor de plant veroorzaken (door een sterke opeenvolgende temperatuurstijging en -daling aan de bovenste bladeren van de plant).Het betekent ook dat niet-uniforme bladtemperaturen de kans op vruchtafwijkingen als gevolg van hoge temperaturen vergroten.Toen de temperaturen tussen de HPS- en LED-behandelingsgroepen werden vergeleken, bleek dat de HPS-lampen het plantenweefsel meer opwarmen dan de LED-lampen, alleen aan de bovenkant van het bladerdak (bovenste vijf bladeren).Temperatuur, en bijgevolg vochtigheid en dauwpunt, waren vrij gelijkaardig in HPS-, LED- en HPS plus LED-behandelingen in het midden en onderaan het bladerdak (Fig. 4).Over het algemeen zal het grootste deel (>98 procent) van de elektrische energie die via een verlichtingssysteem een ​​binnenboerderij of kas binnenkomt, uiteindelijk worden omgezet in warmte, ongeacht de efficiëntie van het energieverbruik van de verlichtingsarmatuur.Warmte kan direct vanuit het armatuur worden afgegeven, zoals in het geval van een HPS-lamp, of indirect, wanneer licht wordt gereflecteerd door het plantenweefsel of een ander objectief in de kas;minder dan 2 procent van de energie uit licht wordt geabsorbeerd door chlorofyl en omgezet in koolwaterstoffen (suikers) door fotosynthese.Daarom is het niet haalbaar om meer licht als bruikbare verwarmingsbron te leveren met de grotere hoeveelheid elektriciteit die wordt gebruikt voor het aansteken van extra lampen.Dit leidt tot energieverspilling in de kas bij gebruik van een HPS armatuur ten opzichte van een LED armatuur.Alle telers moeten weten dat het elektriciteitsvermogen geen kosteneffectieve keuze is voor het verwarmen van een kas.Bovendien kan het op bewolkte lente- of zomerdagen, terwijl de binnentemperatuur tot boven de ingestelde temperatuur stijgt (hete maar donkere dagen), nodig zijn om de aanvullende verlichting continu te laten branden.Op die dagen worden telers uitgedaagd om de warmte die vrijkomt bij HPS-belichting af te voeren.Als gevolg hiervan moeten sommige telers extra luchtventilatoren installeren met extra elektriciteitsverbruik om de hittestress op hun planten te verminderen.Maar als ze de juiste LED-armatuur selecteren met een aanzienlijk lager stroomverbruik, hoeft er geen zorgen te zijn over hittestress.Voor meer details over energiebesparing in uw kassen, volg het tweede hoofdstuk van dit artikel in een toekomstige uitgave van Produce Grower.Saeid Mobini, doctor in de tuinbouw, was een kassenspecialist bij de afdeling gewasonderzoek en -uitbreiding van het Alberta Ministerie van Landbouw en Bosbouw in Canada.Momenteel is hij de meesterkweker bij SugarBud Craft Growers.mobinisaeid@gmail.comReferenties: 1. Wojciechowska, R., et al.(2015) Effecten van extra LED-verlichting op opbrengst en enkele kwaliteitsparameters van veldsla geteeld in twee wintercycli.Scientia Horticulturae, 187, 80-86.2. Nelson, JA, & Bugbee, B. (2014).Economische analyse van kasverlichting: lichtemitterende diodes versus armaturen met hoge intensiteitsontlading.PLoS One, 9 (6), 99010. 3. Pinho, P., et al.(2013).Dynamische regeling van aanvullende verlichtingsintensiteit in een kasomgeving.Verlichtingsres.techniek.45:295-304.4. Dueck, T., et al.(2011).Teelt van tomaten onder hybride LED- en HPS-belichting.Paper gepresenteerd op het International Symposium on Advanced Technologies and Management Towards Sustainable Greenhouse Ecosystems: Greensys2011 952. 5. Nelson, JA, & Bugbee, B. (2015).Analyse van milieueffecten op bladtemperatuur onder zonlicht, hogedruknatrium en lichtgevende dioden.PLoS Een, 10(10), 0138930.